VINACHEM

Các nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Italia đã phát hiện thủy tinh nhôm oxit có thể được uốn cong và kéo giãn mà không bị vỡ.

Một nhà khoa học trong nhóm nghiên cứu cho biết, vật liệu thủy tinh mới có tính chất như kim loại. Nó hoàn toàn thay đổi quan điểm của chúng ta về các vật liệu thủy tinh. Tuy những mẫu mà các nhà khoa học làm ra hiện mới chỉ có kích thước rất nhỏ, nhưng nếu phương pháp này có thể được áp dụng ở quy mô lớn thì nó có thể tạo ra các màng mỏng thủy tinh mà khi rơi chỉ bị mẻ như kim loại, có thể sử dụng để chế tạo màn hình không vỡ cho điện thoại thông minh.

Phần lớn thủy tinh hiện nay được sản xuất từ SiO₂ - một chất rắn vô định hình với các nguyên tử sắp xếp không theo quy luật. Tuy thủy tinh silic rất cứng, nhưng chúng cũng rất giòn do có các khe hở nhỏ trong cấu trúc nguyên tử. Những khiếm khuyết này ngăn không cho nguyên tử di chuyển xung quanh khi vật liệu chịu lực tác động mạnh. Do các nguyên tử không thể tiêu hao năng lượng bằng cách phá vỡ và tạo thành liên kết với các nguyên tử xung quanh nên cuối cùng thủy tinh sẽ vỡ.

Các nghiên cứu trước đây đã đưa ra gợi ý là một loại thủy tinh khác, được làm từ nhôm oxit, có thể sẽ thể hiện tính chất dẻo. Kết hợp với Đại học Lyon (Pháp), các nhà khoa học italia đã thực hiện một loạt nghiên cứu chi tiết để thử nghiệm ý tưởng này. Nhóm nghiên cứu đã chế tạo một màng nhôm oxit dày 60 mm, rộng 2 mm, bằng cách áp dụng phương pháp kết lắng nhờ xung laze.

Màng thủy tinh mỏng cỡ micro mà họ thu được có thể giãn ra 8% và nén đến một nửa kích thước ban đầu. Khi sử dụng kính hiển vi truyền điện tử và áp dụng phương pháp mô phỏng máy tính, các nhà khoa học đã phát hiện vật liệu thủy tinh nhôm oxit của họ có một mạng lưới nguyên tử sít sao, không khiếm khuyết. Các nguyên tử trong mạng lưới này có thể dễ dàng chuyển chỗ - đây là điều kiện cần thiết cho khả năng biến dạng mềm.

Tuy vẫn còn cần các tiến bộ tiếp theo trong sản xuất và các kỹ thuật mới để chế tạo những màng thủy tinh lớn hơn, dày hơn với cấu trúc nano cần thiết, nhưng công trình nghiên cứu nói trên là bước tiến quan trọng giúp các nhà hóa học tạo ra những loại thủy tinh tốt hơn.

HS

Theo Chemical & Engineering News, 11/2019